JP6765903B2 - 光源装置及び内視鏡システム - Google Patents

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Description

本発明は、生体の体腔内に存在する被写体の観察に用いられる光源装置及び内視鏡システムに関するものである。
医療分野の内視鏡観察においては、ＬＤ（レーザダイオード）またはＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子から発せられる光を用い、生体の体腔内に存在する被写体を照明するような構成が近年提案されている。
具体的には、例えば、特許文献１には、赤色、緑色及び青色の３色のＬＥＤが設けられた光源装置を具備する内視鏡システムであって、当該３色のＬＥＤ各々において故障が発生しているか否かを判定する構成が開示されている。また、特許文献１には、赤色、緑色及び青色の３色のＬＥＤのうちの１色のＬＥＤにおいて故障が発生した場合に、当該１色のＬＥＤ以外の２色のＬＥＤを発光させつつ、当該２つのＬＥＤに対応する画像処理を行う構成が開示されている。
一方、例えば、特許文献２には、レーザダイオード及び光源駆動部が設けられた装置本体部を具備する内視鏡装置であって、当該光源駆動部から当該レーザダイオードに供給される電流の電流値に異常が認められた場合に、当該レーザダイオードからのレーザ光の照射を停止する構成が開示されている。
しかし、特許文献１には、ＬＥＤの故障と劣化とを区別するための具体的な手法について開示されていない。そのため、特許文献１に開示された構成によれば、例えば、故障判定されたＬＥＤの交換に係る作業が頻繁に発生し得ることに起因し、光源装置を継続使用可能な期間が短くなってしまう、という課題が生じている。
また、特許文献２には、光源駆動部からレーザダイオードに供給される電流の電流値の異常が、当該光源駆動部の故障またはレーザダイオードの劣化のどちらに応じて発生したものであるかを区別するための具体的な手法について開示されていない。そのため、特許文献２に開示された構成によれば、例えば、レーザダイオードの交換または光源駆動部の修理に係る作業が頻繁に発生し得ることに起因し、装置本体部を継続使用可能な期間が短くなってしまう、という課題が生じている。
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、継続使用可能な期間を従来よりも延ばすことが可能な光源装置及び内視鏡システムを提供することを目的としている。
本発明の一態様の光源装置は、レーザ光を発生するように構成された発光素子と、前記発光素子から発せられたレーザ光の一部を受光し、当該受光したレーザ光の光量に応じた大きさの出力電流を具備する受光信号を生成して出力するように構成された受光素子と、前記発光素子を駆動させるための駆動信号を生成して前記発光素子に供給するように構成された駆動信号供給部と、前記駆動信号における駆動電流の大きさ及び前記発光素子における順方向電圧の大きさのうちの一方を検出して得られる第１の検出量に基づき、前記駆動信号供給部における故障の発生の有無を判定して判定結果を取得するとともに、前記駆動電流の大きさ及び前記順方向電圧の大きさのうちの他方を検出して得られる第２の検出量と、前記出力電流の大きさを検出して得られる第３の検出量と、に基づき、前記発光素子及び／または前記受光素子における劣化の発生の有無を判定して判定結果を取得するように構成された判定部と、を有する。
本発明の一態様の内視鏡システムは、レーザ光を発生するように構成された発光素子と、前記発光素子から発せられたレーザ光の一部を受光し、当該受光したレーザ光の光量に応じた大きさの出力電流を具備する受光信号を生成して出力するように構成された受光素子と、前記発光素子を駆動させるための駆動信号を生成して前記発光素子に供給するように構成された駆動信号供給部と、前記駆動信号における駆動電流の大きさ及び前記発光素子における順方向電圧の大きさのうちの一方を検出して得られる第１の検出量に基づき、前記駆動信号供給部における故障の発生の有無を判定して判定結果を取得するとともに、前記駆動電流の大きさ及び前記順方向電圧の大きさのうちの他方を検出して得られる第２の検出量と、前記出力電流の大きさを検出して得られる第３の検出量と、に基づき、前記発光素子及び／または前記受光素子における劣化の発生の有無を判定して判定結果を取得するように構成された判定部と、を有する光源装置と、前記発光素子から発せられたレーザ光を伝送するように構成された光ファイバと、前記光ファイバの出射端部を揺動することにより、前記光ファイバを経て被写体へ出射されるレーザ光の照射位置を変位させることができるように構成されたアクチュエータ部と、前記被写体からの戻り光を検出し、当該検出した戻り光に応じた信号を生成して順次出力するように構成された光検出部と、前記光検出部から順次出力される信号に基づいて前記被写体の観察画像を生成するように構成された画像処理部と、を有する。
本発明における光源装置及び内視鏡システムによれば、継続使用可能な期間を従来よりも延ばすことができる。
実施形態に係る光源装置を含む内視鏡システムの要部の構成を示す図。 アクチュエータ部の構成の一例を説明するための断面図。 アクチュエータ部に供給される駆動信号の信号波形の一例を示す図。 中心点Ａから最外点Ｂに至るまでの照明光の照射位置の時間的な変位を説明するための図。 最外点Ｂから中心点Ａに至るまでの照明光の照射位置の時間的な変位を説明するための図。 実施形態に係る光源装置の具体的な構成の一例を示す図。 実施形態に係る光源装置の光源制御回路において行われる動作の具体例を説明するためのフローチャート。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
図１から図７は、本発明の実施形態に係るものである。
内視鏡システム１は、例えば、図１に示すように、光源装置２と、光ファイバ３と、走査型内視鏡（以降、単に内視鏡と略記する）４と、アクチュエータ部５と、走査駆動部６と、光ファイババンドル７と、光検出部８と、画像処理部９と、表示装置１０と、入力装置１１と、制御部１２と、を有して構成されている。
光源装置２は、被写体を照明するための照明光を生成して光ファイバ３の入射端部に供給することができるように構成されている。また、光源装置２は、制御部１２の制御に基づき、赤色のレーザ光であるＲ光、緑色のレーザ光であるＧ光、及び、青色のレーザ光であるＢ光のうちの少なくとも１つの色の光を照明光として光ファイバ３の入射端部に供給することができるように構成されている。なお、光源装置２の具体的な構成については、後程説明する。
光ファイバ３は、例えば、シングルモードファイバにより構成されている。光ファイバ３の光入射面を含む入射端部は、光源装置２に接続されている。また、光ファイバ３の光出射面を含む出射端部は、内視鏡４の先端部に配置されている。すなわち、光ファイバ３は、光源装置２から供給される照明光（レーザ光）を伝送するとともに、当該照明光を出射端部から被写体へ出射することができるように構成されている。
内視鏡４は、被検者の体腔内に挿入可能な細長形状を具備し、光源装置２から供給される照明光により当該体腔内に存在する被写体を走査することができるように構成されている。
内視鏡４の内部には、光ファイバ３と、光ファイババンドル７と、がそれぞれ挿通されている。また、内視鏡４の内部には、走査駆動部６から供給される駆動信号に応じて光ファイバ３の出射端部を揺動するように構成されたアクチュエータ部５が設けられている。
光ファイバ３及びアクチュエータ部５は、内視鏡４の長手軸方向に垂直な断面において、例えば、図２に示す位置関係を具備するようにそれぞれ配置されている。図２は、アクチュエータ部の構成の一例を説明するための断面図である。
光ファイバ３とアクチュエータ部５との間には、図２に示すように、光ファイバ３の出射端部が貫通配置されるとともに、アクチュエータ部５が外表面上に配設された接合部材としてのフェルール４１が配置されている。具体的には、フェルール４１は、例えば、ジルコニア（セラミック）またはニッケル等により形成されている。
フェルール４１は、図２に示すように、内視鏡４の長手軸方向に垂直な断面が光ファイバ３の中心軸を中心とする正方形になるように形成された四角柱形状を具備し、当該長手軸方向に直交する第１の軸方向であるＸ軸方向に対して垂直な側面４２ａ及び４２ｃと、当該長手軸方向に直交する第２の軸方向であるＹ軸方向に対して垂直な側面４２ｂ及び４２ｄと、を有している。なお、フェルール４１は、柱形状を具備する限りにおいては、四角柱以外の他の形状として形成されていてもよい。
アクチュエータ部５は、走査駆動部６から供給される駆動信号に基づいて光ファイバ３の出射端部を揺動することにより、当該出射端部を経て被写体へ出射される照明光（レーザ光）の照射位置を所定の走査経路に沿って変位させることができるように構成されている。また、アクチュエータ部５は、図２に示すように、側面４２ａに沿って配置された圧電素子５ａと、側面４２ｂに沿って配置された圧電素子５ｂと、側面４２ｃに沿って配置された圧電素子５ｃと、側面４２ｄに沿って配置された圧電素子５ｄと、を有している。
圧電素子５ａ〜５ｄは、予め個別に設定された分極方向を具備するとともに、走査駆動部６から供給される駆動信号に応じて伸縮するように構成されている。
走査駆動部６は、例えば、駆動回路を具備して構成されている。また、走査駆動部６は、制御部１２の制御に基づき、アクチュエータ部５を駆動させるための駆動信号を生成し、当該生成した駆動信号をアクチュエータ部５に供給するように構成されている。
光ファイババンドル７は、例えば、複数の光ファイバを束ねて構成されている。光ファイババンドル７の入射端部は、内視鏡４の先端部に配置されている。また、光ファイババンドル７の光出射面を含む出射端部は、光検出部８に接続されている。すなわち、光ファイババンドル７は、内視鏡４の先端部において被写体からの戻り光（反射光）を受光するとともに、当該受光した戻り光を光検出部８へ伝送することができるように構成されている。
光検出部８は、例えば、光検出素子及びＡ／Ｄ変換器を具備して構成されている。また、光検出部８は、光ファイババンドル７の出射端部を経て入射される戻り光を検出し、当該検出した戻り光の光量に応じた電気信号を生成し、当該生成した電気信号をデジタル信号に変換して順次出力するように構成されている。
画像処理部９は、例えば、画像処理回路を具備して構成されている。また、画像処理部９は、制御部１２の制御に基づき、例えば、第１の渦巻状の走査経路（後述）及び第２の渦巻状の走査経路（後述）のうちの一方の走査経路で被写体を走査している期間中に光検出部８から出力されるデジタル信号に応じた輝度値を画素情報としてマッピングするマッピング処理を行うことにより当該被写体の観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置１０へ出力するように構成されている。
表示装置１０は、例えば、液晶ディスプレイを具備して構成されている。また、表示装置１０は、画像処理部９から出力される観察画像等を表示することができるように構成されている。
入力装置１１は、例えば、ユーザによる操作が可能なスイッチ及び／またはボタン等のユーザインターフェースを具備して構成されている。また、入力装置１１は、ユーザの操作に応じた種々の指示を制御部１２に対して行うことができるように構成されている。
制御部１２は、例えば、例えば、演算回路及び制御回路を含む集積回路を具備し、光源装置２、走査駆動部６及び画像処理部９のそれぞれに対して制御を行うように構成されている。
制御部１２は、例えば、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光を時分割で被写体に照射しつつ、渦巻状の走査経路で当該被写体を走査するための制御を行うように構成されている。
具体的には、制御部１２は、例えば、図３の破線で示すような第１の信号波形を具備する駆動信号ＤＳＸと、図３の一点鎖線で示すような第２の信号波形を具備する駆動信号ＤＳＹと、を生成させるための制御を走査駆動部６に対して行うとともに、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光をこの順番で繰り返し光ファイバ３に供給させるための制御を光源装置２に対して行う。また、走査駆動部６は、制御部１２の制御に基づいて生成した駆動信号ＤＳＸをアクチュエータ部５の圧電素子５ａ及び５ｃに供給するとともに、制御部１２の制御に基づいて生成した駆動信号ＤＳＹをアクチュエータ部５の圧電素子５ｂ及び５ｄに供給する。なお、図３の破線で示した第１の信号波形は、例えば、所定の変調を正弦波に施して得られる波形である。また、図３の一点鎖線で示した第２の信号波形は、例えば、前述の第１の信号波形の位相を９０°ずらして得られる波形である。図３は、アクチュエータ部に供給される駆動信号の信号波形の一例を示す図である。
そして、以上に述べたような制御及び動作が行われることにより、光ファイバ３の出射端部が渦巻状に揺動されるとともに、図４及び図５に示すような渦巻状の走査経路に沿って被写体の表面が走査される。図４は、中心点Ａから最外点Ｂに至るまでの照明光の照射位置の時間的な変位を説明するための図である。図５は、最外点Ｂから中心点Ａに至るまでの照明光の照射位置の時間的な変位を説明するための図である。
具体的には、まず、時刻Ｔ１においては、被写体の表面における照明光の照射位置の中心点Ａに相当する位置に照明光が照射される。その後、駆動信号ＤＳＸ及びＤＳＹの振幅（信号レベル）が時刻Ｔ１から時刻Ｔ２にかけて増加するに伴い、被写体の表面における照明光の照射位置が、中心点Ａを起点として外側へ向かう第１の渦巻状の走査経路に沿って変位し、さらに、時刻Ｔ２に達すると、被写体の表面における照明光の照射位置の最外点Ｂに照明光が照射される。そして、駆動信号ＤＳＸ及びＤＳＹの振幅（信号レベル）が時刻Ｔ２から時刻Ｔ３にかけて減少するに伴い、被写体の表面における照明光の照射位置が、最外点Ｂを起点として内側へ向かう第２の渦巻状の走査経路に沿って変位し、さらに、時刻Ｔ３に達すると、被写体の表面における中心点Ａに照明光が照射される。
制御部１２は、例えば、第１の渦巻状の走査経路及び第２の渦巻状の走査経路のうちの一方の走査経路で被写体を走査している期間中に光検出部８から出力されるデジタル信号を用いて１フレーム分の画像を生成させるとともに、当該一方の走査経路とは異なる他方の走査経路で当該被写体を走査している期間中に光検出部８から出力されるデジタル信号を用いた画像を生成させないようにするための制御を画像処理部９に対して行うように構成されている。
ここで、光源装置２の具体的な構成の一例について、図６を参照しつつ説明を行う。図６は、実施形態に係る光源装置の具体的な構成の一例を示す図である。
光源装置２は、例えば、図６に示すように、ＬＤ（レーザダイオード）２１Ａ〜２１Ｃと、光カプラ２２と、ＬＤ駆動回路２３と、電圧検出回路２４Ａ〜２４Ｃと、ＰＤ（フォトダイオード）２５Ａ〜２５Ｃと、Ｉ／Ｖ（電流／電圧）変換回路２６Ａ〜２６Ｃと、光源制御回路２７と、を有して構成されている。
ＬＤ２１Ａは、ＬＤ駆動回路２３から供給されるＬＤ駆動信号に応じて駆動する発光素子として構成されている。また、ＬＤ２１Ａは、ＬＤ駆動回路２３から供給されるＬＤ駆動信号に応じた光量のＲ光を発生するように構成されている。
ＬＤ２１Ｂは、ＬＤ駆動回路２３から供給されるＬＤ駆動信号に応じて駆動する発光素子として構成されている。また、ＬＤ２１Ｂは、ＬＤ駆動回路２３から供給されるＬＤ駆動信号に応じた光量のＧ光を発生するように構成されている。
ＬＤ２１Ｃは、ＬＤ駆動回路２３から供給されるＬＤ駆動信号に応じて駆動する発光素子として構成されている。また、ＬＤ２１Ｃは、ＬＤ駆動回路２３から供給されるＬＤ駆動信号に応じた光量のＢ光を発生するように構成されている。
光カプラ２２は、ＬＤ２１Ａから発せられるＲ光を光ファイバ３へ出射しつつ、当該Ｒ光の一部をモニタリング用の光ファイバＭＦＡに入射させることができるように構成されている。また、光カプラ２２は、ＬＤ２１Ｂから発せられるＧ光を光ファイバ３へ出射しつつ、当該Ｇ光の一部をモニタリング用の光ファイバＭＦＢに入射させることができるように構成されている。また、光カプラ２２は、ＬＤ２１Ｃから発せられるＢ光を光ファイバ３へ出射しつつ、当該Ｂ光の一部をモニタリング用の光ファイバＭＦＣに入射させることができるように構成されている。
ＬＤ駆動回路２３は、駆動信号供給部としての機能を具備し、光源制御回路２７の制御に応じ、ＬＤ２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃを駆動させるためのＬＤ駆動信号を生成するように構成されている。また、ＬＤ駆動回路２３は、前述のように生成したＬＤ駆動信号をＬＤ２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃに個別に供給するように構成されている。
電圧検出回路２４Ａは、ＬＤ２１ＡとＬＤ駆動回路２３との間に設けられた抵抗ＲＡの両端の電位差、すなわち、ＬＤ駆動回路２３からＬＤ２１Ａに供給されるＬＤ駆動信号の電圧である駆動電圧ＶＤＡを検出するとともに、当該検出した駆動電圧ＶＤＡを示す信号を生成して光源制御回路２７へ出力するように構成されている。また、電圧検出回路２４Ａは、ＬＤ２１Ａの両端の電位差、すなわち、ＬＤ２１Ａの発光光量に応じて変化する電圧である順方向電圧ＶＦＡを検出するとともに、当該検出した順方向電圧ＶＦＡを示す信号を生成して光源制御回路２７へ出力するように構成されている。
電圧検出回路２４Ｂは、ＬＤ２１ＢとＬＤ駆動回路２３との間に設けられた抵抗ＲＢの両端の電位差、すなわち、ＬＤ駆動回路２３からＬＤ２１Ｂに供給されるＬＤ駆動信号の電圧である駆動電圧ＶＤＢを検出するとともに、当該検出した駆動電圧ＶＤＢを示す信号を生成して光源制御回路２７へ出力するように構成されている。また、電圧検出回路２４Ｂは、ＬＤ２１Ｂの両端の電位差、すなわち、ＬＤ２１Ｂの発光光量に応じて変化する電圧である順方向電圧ＶＦＢを検出するとともに、当該検出した順方向電圧ＶＦＢを示す信号を生成して光源制御回路２７へ出力するように構成されている。
電圧検出回路２４Ｃは、ＬＤ２１ＣとＬＤ駆動回路２３との間に設けられた抵抗ＲＣの両端の電位差、すなわち、ＬＤ駆動回路２３からＬＤ２１Ｃに供給されるＬＤ駆動信号の電圧である駆動電圧ＶＤＣを検出するとともに、当該検出した駆動電圧ＶＤＣを示す信号を生成して光源制御回路２７へ出力するように構成されている。また、電圧検出回路２４Ａは、ＬＤ２１Ｃの両端の電位差、すなわち、ＬＤ２１Ｃの発光光量に応じて変化する電圧である順方向電圧ＶＦＣを検出するとともに、当該検出した順方向電圧ＶＦＣを示す信号を生成して光源制御回路２７へ出力するように構成されている。
ＰＤ２５Ａは、光ファイバＭＦＡを経て出射されるＲ光を受光するとともに、当該受光したＲ光の光量に応じた大きさの電流である出力電流ＩＰＡを具備する受光信号を生成してＩ／Ｖ変換回路２６Ａへ出力する受光素子として構成されている。すなわち、ＰＤ２５Ａは、ＬＤ２１Ａから発せられたＲ光の一部を受光し、当該受光したＲ光の光量に応じた大きさの出力電流ＩＰＡを具備する受光信号を生成してＩ／Ｖ変換回路２６Ａへ出力するように構成されている。
ＰＤ２５Ｂは、光ファイバＭＦＢを経て出射されるＧ光を受光するとともに、当該受光したＧ光の光量に応じた大きさの電流である出力電流ＩＰＢを具備する受光信号を生成してＩ／Ｖ変換回路２６Ｂへ出力する受光素子として構成されている。すなわち、ＰＤ２５Ｂは、ＬＤ２１Ｂから発せられたＧ光の一部を受光し、当該受光したＧ光の光量に応じた大きさの出力電流ＩＰＢを具備する受光信号を生成してＩ／Ｖ変換回路２６Ｂへ出力するように構成されている。
ＰＤ２５Ｃは、光ファイバＭＦＣを経て出射されるＢ光を受光するとともに、当該受光したＢ光の光量に応じた大きさの電流である出力電流ＩＰＣを具備する受光信号を生成してＩ／Ｖ変換回路２６Ｃへ出力する受光素子として構成されている。すなわち、ＰＤ２５Ｃは、ＬＤ２１Ｃから発せられたＢ光の一部を受光し、当該受光したＢ光の光量に応じた大きさの出力電流ＩＰＣを具備する受光信号を生成してＩ／Ｖ変換回路２６Ｃへ出力するように構成されている。
Ｉ／Ｖ変換回路２６Ａは、ＰＤ２５Ａから出力される受光信号の出力電流ＩＰＡを出力電圧ＶＰＡに変換するとともに、当該変換した出力電圧ＶＰＡを示す信号を生成して光源制御回路２７へ出力するように構成されている。また、Ｉ／Ｖ変換回路２６Ａは、光源制御回路２７の制御に応じ、出力電流ＩＰＡを出力電圧ＶＰＡに変換する際のＩ／Ｖ変換倍率ＭＰＡを設定するように構成されている。
Ｉ／Ｖ変換回路２６Ｂは、ＰＤ２５Ｂから出力される受光信号の出力電流ＩＰＢを出力電圧ＶＰＢに変換するとともに、当該変換した出力電圧ＶＰＢを示す信号を生成して光源制御回路２７へ出力するように構成されている。また、Ｉ／Ｖ変換回路２６Ｂは、光源制御回路２７の制御に応じ、出力電流ＩＰＢを出力電圧ＶＰＢに変換する際のＩ／Ｖ変換倍率ＭＰＢを設定するように構成されている。
Ｉ／Ｖ変換回路２６Ｃは、ＰＤ２５Ｃから出力される受光信号の出力電流ＩＰＣを出力電圧ＶＰＣに変換するとともに、当該変換した出力電圧ＶＰＣを示す信号を生成して光源制御回路２７へ出力するように構成されている。また、Ｉ／Ｖ変換回路２６Ｃは、光源制御回路２７の制御に応じ、出力電流ＩＰＣを出力電圧ＶＰＣに変換する際のＩ／Ｖ変換倍率ＭＰＣを設定するように構成されている。
光源制御回路２７は、制御部１２の制御に応じ、ＬＤ２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃを個別に発光または消光させるための制御を行うことができるように構成されている。また、光源制御回路２７は、判定部及び光源制御部としての機能を具備して構成されている。
光源制御回路２７は、電圧検出回路２４Ａ及びＩ／Ｖ変換回路２６Ａから出力される信号に基づき、駆動電圧ＶＤＡに応じた大きさの電流である駆動電流ＩＤＡと、順方向電圧ＶＦＡと、出力電圧ＶＰＡに応じた大きさの電流である出力電流ＩＰＡと、をそれぞれモニタリングするように構成されている。また、光源制御回路２７は、駆動電流ＩＤＡの大きさと、順方向電圧ＶＦＡの大きさと、出力電流ＩＰＡの大きさと、に基づき、ＬＤ駆動回路２３における故障の発生の有無と、ＬＤ２１Ａにおける劣化の発生の有無と、ＰＤ２５Ａにおける劣化の発生の有無と、を判定して判定結果を取得することができるように構成されている。また、光源制御回路２７は、前述のように取得した判定結果に応じ、ＬＤ駆動回路２３及び／またはＩ／Ｖ変換回路２６Ａに対する制御を行うように構成されている。
光源制御回路２７は、電圧検出回路２４Ｂ及びＩ／Ｖ変換回路２６Ｂから出力される信号に基づき、駆動電圧ＶＤＢに応じた大きさの電流である駆動電流ＩＤＢと、順方向電圧ＶＦＢと、出力電圧ＶＰＢに応じた大きさの電流である出力電流ＩＰＢと、をそれぞれモニタリングするように構成されている。また、光源制御回路２７は、駆動電流ＩＤＢの大きさと、順方向電圧ＶＦＢの大きさと、出力電流ＩＰＢの大きさと、に基づき、ＬＤ駆動回路２３における故障の発生の有無と、ＬＤ２１Ｂにおける劣化の発生の有無と、ＰＤ２５Ｂにおける劣化の発生の有無と、を判定して判定結果を取得することができるように構成されている。また、光源制御回路２７は、前述のように取得した判定結果に応じ、ＬＤ駆動回路２３及び／またはＩ／Ｖ変換回路２６Ｂに対する制御を行うように構成されている。
光源制御回路２７は、電圧検出回路２４Ｃ及びＩ／Ｖ変換回路２６Ｃから出力される信号に基づき、駆動電圧ＶＤＣに応じた大きさの電流である駆動電流ＩＤＣと、順方向電圧ＶＦＣと、出力電圧ＶＰＣに応じた大きさの電流である出力電流ＩＰＣと、をそれぞれモニタリングするように構成されている。また、光源制御回路２７は、駆動電流ＩＤＣの大きさと、順方向電圧ＶＦＣの大きさと、出力電流ＩＰＣの大きさと、に基づき、ＬＤ駆動回路２３における故障の発生の有無と、ＬＤ２１Ｃにおける劣化の発生の有無と、ＰＤ２５Ｃにおける劣化の発生の有無と、を判定して判定結果を取得することができるように構成されている。また、光源制御回路２７は、前述のように取得した判定結果に応じ、ＬＤ駆動回路２３及び／またはＩ／Ｖ変換回路２６Ｃに対する制御を行うように構成されている。
続いて、本実施形態の作用について説明する。なお、以降においては、簡単のため、光源装置２において行われる動作の具体例に主眼を置いて説明する一方で、光源装置２以外の各部において行われる種々の動作等については適宜省略して説明する。
術者等のユーザは、内視鏡システム１の各部を接続して電源をオンした後、例えば、入力装置１１の走査開始スイッチ（不図示）を押下することにより、内視鏡４による被写体の走査を開始させるための指示を制御部１２に対して行う。
制御部１２は、入力装置１１の走査開始スイッチが押下されたことを検知した際に、例えば、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光を時分割で被写体に照射させるための制御を光源装置２に対して行う。また、制御部１２は、入力装置１１の走査開始スイッチが押下されたことを検知した際に、例えば、図４及び図５に示したような第１及び第２の渦巻状の走査経路で被写体を走査させるための制御を走査駆動部６に対して行う。また、制御部１２は、入力装置１１の走査開始スイッチが押下されたことを検知した際に、例えば、第１の渦巻状の走査経路で被写体を走査している期間中に光検出部８から出力されるデジタル信号を用いて１フレーム分の画像を生成させるとともに、第２の走査経路で当該被写体を走査している期間中に光検出部８から出力されるデジタル信号を用いた画像を生成させないようにするための制御を画像処理部９に対して行う。そして、以上に述べたような制御部１２の制御によれば、第１の渦巻状の走査経路で被写体を走査して得られる観察画像が表示装置１０に表示される。
光源制御回路２７は、前述のような制御部１２の制御に応じ、ＬＤ２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｃをこの順番で繰り返し発光させるための制御をＬＤ駆動回路２３に対して行う。また、光源制御回路２７は、前述のような制御を行いつつ、ＬＤ駆動回路２３における故障の発生の有無と、ＬＤ２１Ａ〜２１Ｃにおける劣化の発生の有無と、ＰＤ２５Ａ〜２５Ｃにおける劣化の発生の有無と、を判定して判定結果を取得するとともに、当該取得した判定結果に応じた制御を行う。
ここで、光源制御回路２７において行われる動作の具体例について、図７を参照しつつ説明を行う。なお、以降においては、光源制御回路２７が、駆動電流ＩＤＡの初期値を基準駆動電流ＩＤＴに設定するための制御をＬＤ駆動回路２３に対して行うとともに、ＬＤ駆動回路２３における故障の発生の有無と、ＬＤ２１Ａにおける劣化の発生の有無と、ＰＤ２５Ａにおける劣化の発生の有無と、を判定するような場合を例に挙げて説明を行う。また、以降においては、ＬＤ２１Ａの温度が一定または略一定に保たれている前提で説明を行う。また、基準駆動電流ＩＤＴは、例えば、所定の光量ＡＬＲのＲ光をＬＤ２１Ａから発生させるために必要な既知の大きさの駆動電流であるものとする。図７は、実施形態に係る光源装置の光源制御回路において行われる動作の具体例を説明するためのフローチャートである。
光源制御回路２７は、電圧検出回路２４Ａから出力される信号により示される駆動電圧ＶＤＡに基づいて駆動電流ＩＤＡを検出するとともに、当該検出した駆動電流ＩＤＡの大きさが基準駆動電流ＩＤＴの大きさ未満であるか否かを判定する（図７のステップＳ１）。換言すると、光源制御回路２７は、図７のステップＳ１において、電圧検出回路２４Ａから出力される信号により示される駆動電圧ＶＤＡに基づいて駆動電流ＩＤＡを検出するとともに、当該検出した駆動電流ＩＤＡが基準駆動電流ＩＤＴから低下しているか否かを判定するための動作を行っている。さらに換言すると、光源制御回路２７は、図７のステップＳ１において、駆動電流ＩＤＡを検出して得られる検出量に基づき、ＬＤ駆動回路２３における故障の発生の有無を判定して判定結果を取得するための動作を行っている。
光源制御回路２７は、駆動電流ＩＤＡの大きさが基準駆動電流ＩＤＴの大きさ未満であることを検出した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、すなわち、当該駆動電流ＩＤＡが当該基準駆動電流ＩＤＴから低下していることを検出した場合には、ＬＤ駆動回路２３において故障が発生しているとの判定結果を取得する。そして、光源制御回路２７は、ＬＤ駆動回路２３において故障が発生しているとの判定結果に応じ、ＬＤ２１Ａに対するＬＤ駆動信号の供給を停止させるための制御をＬＤ駆動回路２３に対して行う（図７のステップＳ２）。
光源制御回路２７は、駆動電流ＩＤＡの大きさが基準駆動電流ＩＤＴの大きさ以上であることを検出した場合（Ｓ１：ＮＯ）、すなわち、当該駆動電流ＩＤＡが当該基準駆動電流ＩＤＴから低下していないことを検出した場合には、ＬＤ駆動回路２３において故障が発生していないとの判定結果を取得した後、後述の図７のステップＳ３の動作を続けて行う。
光源制御回路２７は、電圧検出回路２４Ａから出力される信号により示される順方向電圧ＶＦＡの大きさが基準順方向電圧ＶＦＴの大きさ未満であるか否かを判定する（図７のステップＳ３）。換言すると、光源制御回路２７は、図７のステップＳ３において、電圧検出回路２４Ａから出力される信号により示される順方向電圧ＶＦＡが基準順方向電圧ＶＦＴから低下しているか否かを判定する。なお、基準順方向電圧ＶＦＴは、例えば、所定の光量ＡＬＲのＲ光を発生させるための（基準駆動電流ＩＤＴの）ＬＤ駆動信号をＬＤ２１Ａに供給した際に検出される既知の大きさの順方向電圧であるものとする。
光源制御回路２７は、順方向電圧ＶＦＡの大きさが基準順方向電圧ＶＦＴの大きさ未満であることを検出した場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、すなわち、当該順方向電圧ＶＦＡが当該基準順方向電圧ＶＦＴから低下していることを検出した場合には、ＬＤ２１Ａにおいて劣化が発生しているとの判定結果を取得する。そして、光源制御回路２７は、ＬＤ２１Ａにおいて劣化が発生しているとの判定結果に応じ、ＬＤ２１Ａに対して供給されるＬＤ駆動信号の駆動電流ＩＤＡを増幅させるための制御、すなわち、順方向電圧ＶＦＡを検出して得られる検出量を増加させるための制御をＬＤ駆動回路２３に対して行った（図７のステップＳ４）後、後述の図７のステップＳ５の動作を続けて行う。なお、駆動電流ＩＤＡの増幅に用いられる増幅率は、例えば、１より大きな値であるとともに、図７のステップＳ４の動作を行う直前の順方向電圧ＶＦＡを基準順方向電圧ＶＦＴに一致させることが可能な値として取得される。また、駆動電流ＩＤＡの増幅に用いられる増幅率は、例えば、ＬＤ２１Ａの電流電圧特性と、図７のステップＳ４の動作を行う直前の駆動電流ＩＤＡの大きさと、に基づいて取得される。
光源制御回路２７は、順方向電圧ＶＦＡの大きさが基準順方向電圧ＶＦＴの大きさ以上であることを検出した場合（Ｓ３：ＮＯ）、すなわち、当該順方向電圧ＶＦＡが当該基準順方向電圧ＶＦＴから低下していないことを検出した場合には、ＬＤ２１Ａにおいて劣化が発生していないとの判定結果を取得した後、後述の図７のステップＳ５の動作を続けて行う。すなわち、図７のステップＳ４の動作が行われない場合においては、駆動電流ＩＤＡの増幅に用いられる増幅率が維持される。
光源制御回路２７は、Ｉ／Ｖ変換回路２６Ａから出力される信号により示される出力電圧ＶＰＡに基づいて出力電流ＩＰＡを検出するとともに、当該検出した出力電流ＩＰＡの大きさが基準出力電流ＩＰＴの大きさ未満であるか否かを判定する（図７のステップＳ５）。換言すると、光源制御回路２７は、図７のステップＳ５において、Ｉ／Ｖ変換回路２６Ａから出力される信号により示される出力電圧ＶＰＡに基づいて出力電流ＩＰＡを検出するとともに、当該検出した出力電流ＩＰＡが基準出力電流ＩＰＴから低下しているか否かを判定する。なお、基準出力電流ＩＰＴは、例えば、所定の光量ＡＬＲのＲ光がＬＤ２１Ａから発せられた際にＰＤ２５Ａにおいて受光される当該Ｒ光の光量に応じた既知の大きさの出力電流であるものとする。
光源制御回路２７は、出力電流ＩＰＡの大きさが基準出力電流ＩＰＴの大きさ未満であることを検出した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、すなわち、当該出力電流ＩＰＡが当該基準出力電流ＩＰＴから低下していることを検出した場合には、ＰＤ２５Ａにおいて劣化が発生しているとの判定結果を取得する。そして、光源制御回路２７は、ＰＤ２５Ａにおいて劣化が発生しているとの判定結果に応じ、出力電流ＩＰＡが出力電圧ＶＰＡに変換される際の変換倍率ＭＰＡを１倍よりも大きな倍率に増加させるための制御、すなわち、出力電流ＩＰＡを検出して得られる検出量を増加させるための制御をＩ／Ｖ変換回路２６Ａに対して行った（図７のステップＳ６）後、前述の図７のステップＳ１の動作を再度行う。
具体的には、光源制御回路２７は、例えば、基準駆動電流ＩＤＴのＬＤ駆動信号がＬＤ２１Ａに供給されている場合において、出力電流ＩＰＡの大きさが基準出力電流ＩＰＴの０．５倍であることを検出した際に、変換倍率ＭＰＡを２倍にするための制御をＩ／Ｖ変換回路２６Ａに対して行う。すなわち、図７のステップＳ６の動作に応じて設定される変換倍率ＭＰＡは、例えば、１より大きな値であるとともに、図７のステップＳ６の動作を行う直前の出力電流ＩＰＡを基準出力電流ＩＰＴに一致させることが可能な値として取得される。
光源制御回路２７は、出力電流ＩＰＡの大きさが基準出力電流ＩＰＴの大きさ以上であることを検出した場合（Ｓ５：ＮＯ）、すなわち、当該出力電流ＩＰＡが当該基準出力電流ＩＰＴから低下していないことを検出した場合には、ＰＤ２５Ａにおいて劣化が発生していないとの判定結果を取得した後、前述の図７のステップＳ１の動作を再度行う。すなわち、図７のステップＳ６の動作が行われない場合においては、Ｉ／Ｖ変換回路２６Ａにおける変換倍率ＭＰＡが維持される。
以上に述べたように、光源制御回路２７は、図７のステップＳ３及びステップＳ５において、順方向電圧ＶＦＡの大きさを検出して得られる検出量と、出力電流ＩＰＡの大きさを検出して得られる検出量と、に基づき、ＬＤ２１Ａ及び／またはＰＤ２５Ａにおける劣化の発生の有無を判定して判定結果を取得するための動作を行っている。
光源制御回路２７は、例えば、入力装置１１の走査開始スイッチが押下されてから走査終了スイッチ（不図示）が押下されるまでの期間において、図７のステップＳ２の動作を行わない限りは、図７のステップＳ１、ステップＳ３及びステップＳ５の動作（判定）を繰り返し行う。また、光源制御回路２７は、図７の一連の動作と同様の動作を行うことにより、ＬＤ駆動回路２３における故障の発生の有無と、ＬＤ２１Ｂにおける劣化の発生の有無と、ＰＤ２５Ｂにおける劣化の発生の有無と、を判定して判定結果を取得するとともに、当該取得した判定結果に応じた制御をＬＤ駆動回路２３及び／またはＩ／Ｖ変換回路２６Ｂに対して行う。また、光源制御回路２７は、図７の一連の動作と同様の動作を行うことにより、ＬＤ駆動回路２３における故障の発生の有無と、ＬＤ２１Ｃにおける劣化の発生の有無と、ＰＤ２５Ｃにおける劣化の発生の有無と、を判定して判定結果を取得するとともに、当該取得した判定結果に応じた制御をＬＤ駆動回路２３及び／またはＩ／Ｖ変換回路２６Ｃに対して行う。
以上に述べたように、図７の一連の動作によれば、ＬＤ２１Ａ及び／またはＰＤ２５Ａにおける劣化の発生と、ＬＤ駆動回路２３における故障の発生と、を別々に検出することができる。また、図７の一連の動作によれば、例えば、ＬＤ２１Ａにおいて劣化が発生しているとの判定結果が取得された際に、駆動電流ＩＤＡを増幅させるための制御が行われることにより、ＬＤ２１Ａの劣化に起因して生じるＲ光の発光光量の低下が補償された状態で光源装置２を使用し続けることができる。また、図７の一連の動作によれば、例えば、ＰＤ２５Ａにおいて劣化が発生しているとの判定結果が取得された際に、変換倍率ＭＰＡを増加させるための制御が行われることにより、ＰＤ２５Ａの劣化に起因して生じるＲ光の受光光量の低下が補償された状態で光源装置２を使用し続けることができる。そのため、本実施形態によれば、光源装置２（及び内視鏡システム１）を継続使用可能な期間を従来よりも延ばすことができる。
なお、本実施形態によれば、例えば、図７のステップＳ１の動作と、図７のステップＳ３の動作と、が相互に入れ替わっていてもよい。すなわち、本実施形態によれば、光源制御回路２７が、順方向電圧ＶＦＡの大きさを検出して得られる検出量に基づいてＬＤ駆動回路２３における故障の発生の有無を判定して判定結果を取得するとともに、駆動電流ＩＤＡを検出して得られる検出量と、出力電流ＩＰＡの大きさを検出して得られる検出量と、に基づいてＬＤ２１Ａ及び／またはＰＤ２５Ａにおける劣化の発生の有無を判定して判定結果を取得するための動作を行うようにしてもよい。また、このような動作によりＬＤ２１Ａにおいて劣化が発生しているとの判定結果が得られた場合には、例えば、光源制御回路２７が、駆動電流ＩＤＡを基準駆動電流ＩＤＴまで増幅させるための制御をＬＤ駆動回路２３に対して行うようにすればよい。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
１ 内視鏡システム
２ 光源装置
３ 光ファイバ
４ 内視鏡
５ アクチュエータ部
１２ 制御部
２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ レーザダイオード
２２ 光カプラ
２３ ＬＤ駆動回路
２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ 電圧検出回路
２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ フォトダイオード
２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ Ｉ／Ｖ変換回路
２７ 光源制御回路
日本国特許第５４６７１８１号公報 日本国特開２００８−２８９７１１号公報

Claims (6)

  1. レーザ光を発生するように構成された発光素子と、
    前記発光素子から発せられたレーザ光の一部を受光し、当該受光したレーザ光の光量に応じた大きさの出力電流を具備する受光信号を生成して出力するように構成された受光素子と、
    前記発光素子を駆動させるための駆動信号を生成して前記発光素子に供給するように構成された駆動信号供給部と、
    前記駆動信号における駆動電流の大きさ及び前記発光素子における順方向電圧の大きさのうちの一方を検出して得られる第１の検出量に基づき、前記駆動信号供給部における故障の発生の有無を判定して判定結果を取得するとともに、前記駆動電流の大きさ及び前記順方向電圧の大きさのうちの他方を検出して得られる第２の検出量と、前記出力電流の大きさを検出して得られる第３の検出量と、に基づき、前記発光素子及び／または前記受光素子における劣化の発生の有無を判定して判定結果を取得するように構成された判定部と、
    を有することを特徴とする光源装置。
  2. 前記駆動信号供給部において故障が発生しているとの判定結果が前記判定部により取得された場合に、前記発光素子に対する前記駆動信号の供給を停止させるための制御を行うように構成された光源制御部をさらに有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
  3. 前記光源制御部は、前記駆動信号供給部において故障が発生していないとの判定結果が前記判定部により取得され、かつ、前記発光素子において劣化が発生しているとの判定結果が前記判定部により取得された場合に、前記第２の検出量を増加させるための制御を行う
    ことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
  4. 前記光源制御部は、前記駆動信号供給部において故障が発生していないとの判定結果が前記判定部により取得され、かつ、前記受光素子において劣化が発生しているとの判定結果が前記判定部により取得された場合に、前記第３の検出量を増加させるための制御を行う
    ことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
  5. 前記判定部は、前記第１の検出量である前記駆動電流の大きさが、前記発光素子から所定の光量のレーザ光を発生させる際に必要な基準駆動電流の大きさ未満であることを検出した場合に、前記駆動信号供給部において故障が発生しているとの判定結果を取得し、前記第２の検出量である前記順方向電圧の大きさが、前記所定の光量のレーザ光を発生させるための前記駆動信号を前記発光素子に供給した際に検出される基準順方向電圧の大きさ未満であることを検出した場合に、前記発光素子において劣化が発生しているとの判定結果を取得する
    ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
  6. 請求項１に記載の光源装置と、
    前記発光素子から発せられたレーザ光を伝送するように構成された光ファイバと、
    前記光ファイバの出射端部を揺動することにより、前記光ファイバを経て被写体へ出射されるレーザ光の照射位置を変位させることができるように構成されたアクチュエータ部と、
    前記被写体からの戻り光を検出し、当該検出した戻り光に応じた信号を生成して順次出力するように構成された光検出部と、
    前記光検出部から順次出力される信号に基づいて前記被写体の観察画像を生成するように構成された画像処理部と、
    を有することを特徴とする内視鏡システム。
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